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Experimentelle Untersuchung der alternsgerechten Gestaltung von Drehbedienelementen im kraftbetonten Bedienszenario

  • Benedikt Janny
  • Johann Winterholler
  • Thomas Maier
Wissenschaftliche Beiträge

Zusammenfassung

Die alternsgerechte Gestaltung physischer Mensch-Maschine-Schnittstellen hängt von vielen Einflussfaktoren ab. Neben den maschinenseitigen Gestaltungsparametern spielt die sensomotorische Leistungsfähigkeit des Nutzers eine wesentliche Rolle. In diesem Beitrag wird eine methodische Herangehensweise zur Anpassung maschinenseitiger Gestaltungsparameter an die Fähigkeiten des älteren Nutzers am Beispiel physischer Drehbedienelemente beschrieben. Im Fokus steht die kraftbetonte Betätigung von Drehbedienelementen, die für viele ältere Nutzer eine große Herausforderung darstellt. Diesbezüglich beleuchtet dieser Beitrag interaktionsrelevante, physiologische Veränderungen eines gesunden älteren Nutzers und zeigt potentielle Kompensationsmöglichkeiten durch maschinenseitige Gestaltungsparameteranpassung auf. Hierfür erfolgt ein experimenteller Vergleich unterschiedlicher Drehbedienelement-Gestaltvarianten hinsichtlich des maximal übertragbaren Drehmomentes und des subjektiven Komfortempfindens durch ein älteres Probandenkollektiv (20 Probanden, 10 m/10 w, Altersspanne: 65–87 Jahre). Ausgehend von den Versuchsergebnissen werden Gestaltungshinweise gegeben. Die Untersuchungen sind Teil des DFG-geförderten Forschungsprojektes „Untersuchung altersgerechter Personalisierungsmöglichkeiten von haptischen Mensch-Maschine-Schnittstellen am Beispiel eines adaptiven Drehstellers“ (Geschäftszeichen MA 4210/6-1).

Praktische Relevanz. Im alternsgerechten Kontext ist eine Auslegung von Mensch-Maschine-Schnittstellen in Abhängigkeit besonderer sensomotorischer Leistungsfähigkeit der Nutzer notwendig. Dieser Beitrag liefert die Grundlagen zur Gestaltung von alternsgerechten Drehbedienelementen und ermöglicht somit die adaptive Optimierung einzelner Gestaltungsparameter zur Steigerung der Bedieneffektivität und -zufriedenheit.

Schlüsselwörter

Mensch-Maschine Interaktion Gerontotechnik Drehmoment Diskomfort Drehsteller Drehbedienelement Alternsgerechtes Interface-Design 

Experimental investigation of the transgenerational design of rotary control elements for maximum torque transmission

Abstract

Age-appropriate, user-centered design of physical human-machine interfaces (PHMIs) depends on many influencing factors. Apart from the interface’s design parameters, the user’s sensorimotor capacity plays an essential role. This paper describes a methodical approach to adapting the physical interface’s design parameters to the skills of elderly users using the example of a turning knob. Within an experimental study, 20 elderly subjects (10 m/10, aged 65–87) performed a forceful knob operation task with 12 gestalt variants. Maximum voluntary torque and discomfort data were gathered for the variants varying in dimensions, shape, texture and material indicating huge differences with respect to task effectiveness and user satisfaction. This paper presents results of the research project “Personalization options for hand-operated interfaces for the transgenerational user” (grant MA 4210/6-1) funded by the German Research Foundation (DFG). Further investigation steps are discussed as a forecast, whereby various design parameters are to be evaluated and assessed with regard to their suitability for adaptive user adjustment.

Practical Relevance. In an age-appropriate context, the adequate design of physical interfaces used in a forceful task scenario can relieve the elderly during task fulfillment. This paper provides evidence based data for the design of turning knobs for elderly users and sets the basis for the design of personalized, adaptive PHMIs, enabling optimization of task effectiveness and satisfaction.

Keywords

Physical human machine interfaces Rotary control element Turning knob Design for the elderly Discomfort Maximum voluntary torque 

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Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2018

Authors and Affiliations

  • Benedikt Janny
    • 1
  • Johann Winterholler
    • 1
  • Thomas Maier
    • 1
  1. 1.Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design – Forschungs- und Lehrgebiet Technisches DesignUniversität StuttgartStuttgartDeutschland

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